JP3660051B2 - Fuel tank fuel level measuring device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関を備えた車両等の燃料を収容する燃料タンクに係り、特に、燃料タンクに残留する燃料の残量を高い精度で計測することができる燃料タンクの燃料残量計測装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、内燃機関を備えた車両には、この内燃機関へ供給する燃料を収容する燃料タンクが設けられている。この燃料タンクには、タンク内に残留する燃料の残量を計測する燃料残量計測装置を設けてあるのが一般的である。
【0003】
従来の燃料残量計測装置の一例をあげると、車両に取付けられた燃料タンクには、燃料タンクに残留する燃料残量を計測するフューエルセンダユニットが設けられる。このユニットは、燃料タンク内に設けられるフロートと、このフロートを、アーム軸を支点として回動自在に支持するフロートアームと、巻線抵抗と、フロートアームに連結され、アーム軸を支点として巻線抵抗上を摺動するコンタクトアームとを備えている。上記構成において、燃料が補給又は消費されて燃料液面の高さが変動すると、巻線抵抗上におけるコンタクトアームの接点位置は、燃料液面の高さ変動に追従して変位し、これに伴い巻線抵抗の電気抵抗値も変動する。したがって、燃料液面の高さ、すなわち燃料残量を、電気抵抗値を電圧値に変換することで検出することができる。そして、この検出された燃料残量は、車両の室内に設けられる燃料計に表示される。車両の運転者は、この燃料計の指示値を読むことで燃料タンクの燃料残量を知り、燃料残量が空になる前に燃料の補給を行う。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の燃料残量計測装置にあっては、車両の加減速、振動、道路の傾斜等で車両の姿勢が変化することに起因して、燃料残量計に表示される燃料の残量に誤差を生じることがあった。この理由は、上述のように車両の姿勢が変化すると、車両に取付けられた燃料タンク内に収容される燃料液面が大きく揺動し、これに応じてフロートが上下に揺動することとなり、この結果、燃料液面の位置に追従して電気抵抗値が変化することによる。
【0005】
そこで、従来より、燃料残量の計測誤差を可及的に排除するために、燃料計の指針駆動部に高粘度のシリコンダンパを設けるか、又は、電気抵抗値を燃料残量に変換するにあたり、入力された電気抵抗値を順次積算し、この積算値を時間平均することで燃料残量を求める等の手段を採用している。
【0006】
ところが、前者のシリコンダンパを用いて燃料計の指針を安定化させると、燃料補給時に燃料計の指針が正規の指示値を示すまでに時間を要し、燃料計の指針の応答性を損うという新たな課題を生ずる。また、後者の電気抵抗の積算値を時間平均することで燃料残量を求めた場合、電気抵抗値の積算時間幅を短くすると、車両の姿勢変化に起因して燃料残量の計測誤差を生じる一方、積算時間幅を長くすると、例えば高速道路走行時などの時間あたりの燃料消費量が多いとき、前記時間幅内における燃料残量の落差が無視できないほど大きくなり、ひいては燃料残量の計測誤差を生じることとなり、結果として、燃料残量の計測誤差を除去することは難しかった。このような現状の下で、燃料残量の計測誤差を飛躍的に抑制して、燃料タンクに残留する燃料残量を高精度で計測することができる新規な技術の開発が関係者の間で久しく待ち望まれていた。
【0007】
本発明は、上記した実情を鑑みてなされたものであり、検出された燃料残量データを所定周期毎に取り込み、取り込んだ燃料残量データを所定数毎にひとまとめにブロック化してブロックデータとして順次記憶しておき、このブロックデータに対し、二次平均又は異常値除去などのデータ処理を適宜施すことにより、燃料残量の計測誤差を飛躍的に抑制して燃料タンクに残留する燃料残量を高精度で計測することができる燃料タンクの燃料残量計測装置を提供することを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1の発明は、燃料タンクに残留する燃料残量を検出して燃料残量データを出力する検出手段と、該検出手段から出力された燃料残量データを所定周期毎に取り込み、該取り込んだ燃料残量データを所定数毎にひとまとめにブロック化して順次記憶するブロックデータ記憶手段と、過去の燃料残量データに基づいて、前記取り込んだ燃料残量データから異常値データを除去する範囲を演算する異常値範囲演算手段と、該異常値範囲演算手段で演算された範囲に基づいて、前記ブロックデータ記憶手段に記憶された各ブロックデータのそれぞれから異常値データを除去する異常値除去手段と、該異常値除去手段で異常値データが除去された各ブロックデータに基づいて、各ブロック毎の単純平均をそれぞれ演算する単純平均演算手段と、前記単純平均演算手段で演算された最新のブロックの単純平均と過去のブロックの単純平均とに基づいて、複数ブロック間の単純平均の変位傾向を演算する変位傾向演算手段と、を具備し、前記異常値範囲演算手段は、前記変位傾向演算手段で演算された単純平均の変位傾向に基づいて、前記取り込んだ燃料残量データから異常値データを除去する範囲を演算し、更に、前記単純平均演算手段で演算された最新のブロックの単純平均を、燃料残量に変換して出力する燃料残量出力手段と、を備えてなることを要旨とする。
【0009】
削除
【0010】
また、請求項2の発明は、燃料タンクに残留する燃料残量を検出して燃料残量データを出力する検出手段と、該検出手段から出力された燃料残量データを所定周期毎に取り込み、該取り込んだ燃料残量データを所定数毎にひとまとめにブロック化して順次記憶するブロックデータ記憶手段と、過去の燃料残量データに基づいて、前記取り込んだ燃料残量データから異常値データを除去する範囲を演算する異常値範囲演算手段と、該異常値範囲演算手段で演算された範囲に基づいて、前記ブロックデータ記憶手段に記憶された各ブロックデータのそれぞれから異常値データを除去する異常値除去手段と、該異常値除去手段で異常値データが除去された各ブロックデータに基づいて、各ブロック毎の単純平均をそれぞれ演算する単純平均演算手段と、前記単純平均演算手段で演算された最新のブロックの単純平均と過去のブロックの単純平均とに基づいて、複数ブロック間の単純平均の変位傾向を演算する変位傾向演算手段と、を具備し、前記異常値範囲演算手段は、前記変位傾向演算手段で演算された単純平均の変位傾向に基づいて、前記取り込んだ燃料残量データから異常値データを除去する範囲を演算し、更に、前記単純平均演算手段で演算された最新のブロックの単純平均と過去のブロックの単純平均に基づいて、複数ブロック間の単純平均をさらに平均した二次平均を演算する二次平均演算手段と、前記二次平均演算手段で演算された二次平均を、燃料残量に変換して出力する燃料残量出力手段と、を備えてなるこ とを要旨とする。
【0011】
削除
【0012】
削除
【0013】
請求項1,2の発明によれば、まず、検出手段は、燃料タンクに残留する燃料残量を検出して燃料残量データを出力し、これを受けてブロックデータ記憶手段は、検出手段から出力された燃料残量データを所定周期毎に取り込み、該取り込んだ燃料残量データを所定数毎にひとまとめにブロック化して順次記憶する。一方、異常値範囲演算手段は、過去の燃料残量データに基づいて、取り込んだ燃料残量データから異常値データを除去する範囲を演算し、これを受けて異常値除去手段は、異常値範囲演算手段で演算された範囲に基づいて、ブロックデータ記憶手段に記憶された各ブロックデータのそれぞれから異常値データを除去する。したがって、単純平均演算手段は、異常値除去手段で異常値データが除去された各ブロックデータに基づいて、各ブロック毎の単純平均をそれぞれ演算し、そして、燃料残量出力手段は、単純平均演算手段で演算された最新のブロックの単純平均を、燃料残量に変換して出力する。このように、各ブロックデータのそれぞれから異常値データが除去された後のデータに基づいて単純平均のデータ処理が施され、最新のブロックの単純平均が燃料残量に変換して出力されるため、燃料タンクに加速度が与えられて燃料液面が激しく揺れるような事態が生じた場合でも、異常値データが除去された後のデータを単純平均した燃料残量データは、実際の燃料残量を忠実に反映する値に収束して安定化することとなり、この結果、燃料残量の計測誤差を飛躍的に抑制して燃料タンクに残留する燃料残量を高精度で計測することができる。
【0014】
削除
【0015】
更に、請求項1,2の発明によれば、変位傾向演算手段は、単純平均演算手段で演算された最新のブロックの単純平均と過去のブロックの単純平均とに基づいて、複数ブロック間の単純平均の変位傾向を演算し、これを受けて異常値範囲演算手段は、変位傾向演算手段で演算された単純平均の変位傾向に基づいて、取り込んだ燃料残量データから異常値データを除去する範囲を演算する。すなわち、例えば、変位傾向演算手段において、燃料残量を意味する単純平均の変位傾向が単調増加であると演算された場合には、異常値範囲演算手段は、例えば車両においては登坂路を走行中であると判断して、異常値データを除去する範囲の上限を通常より大きい値に設定する一方、単純平均の変位傾向が単調減少であると演算された場合には、下り坂路を走行中であると判断して、前記範囲の下限を通常より大きい値に設定する。これにより、燃料タンクが傾斜状態にある場合における燃料残量データの偏りを許容するように、燃料タンクの傾斜状態に適合した範囲が設定されるので、一過性の状態である燃料タンクの傾斜に起因して、単純平均又は二次平均を求める際に用いられる異常値データを除去後の燃料残量データの数が極端に減少することは未然に防止され、この結果、燃料残量データの数が極端に減少することに起因して燃料残量が計測不能となる事態は回避され、継続的に安定した燃料残量を得ることができる。
【0016】
そして、請求項3の発明は、燃料タンクに残留する燃料残量を検出して燃料残量データを出力する検出手段と、該検出手段から出力される燃料残量データを所定周期毎に取り込み、該取り込んだ燃料残量データを所定数毎にひとまとめにブロック化して順次記憶するブロックデータ記憶手段と、該ブロックデータ記憶手段に記憶された各ブロックデータに基づいて、各ブロック毎の単純平均をそれぞれ演算する単純平均演算手段と、前記ブロックデータ記憶手段に記憶された最新のブロックデータに基づいて、該最新のブロックデータの分散を演算する分散演算手段と、前記単純平均演算手段で演算された最新のブロックの単純平均と、過去の所定数のブロックの単純平均とに基づいて、複数のブロックデータの平均を求める二次平均演算手段と、前記分散演算手段で演算された最新のブロックデータの分散に基づいて、前記二次平均演算手段で用いるブロック数である前記所定数を決定する回数演算手段と、前記二次平均演算手段で演算された二次平均を、燃料残量に変換し て出力する燃料残量出力手段と、を備えてなることを要旨とする。
【0017】
請求項3の発明によれば、まず、検出手段は、燃料タンクに残留する燃料残量を検出して燃料残量データを出力し、これを受けてブロックデータ記憶手段は、検出手段から出力された燃料残量データを所定周期毎に取り込み、該取り込んだ燃料残量データを所定数毎にひとまとめにブロック化して順次記憶する。ブロックデータ記憶手段に記憶された各ブロックデータに基づいて、単純平均演算手段は、各ブロック毎の単純平均をそれぞれ演算する一方、分散演算手段は、最新のブロックデータの分散を演算する。これを受けて回数演算手段は、分散演算手段で演算された最新のブロックデータの分散に基づいて、複数ブロック間の単純平均をさらに平均することで演算される二次平均の母数となる二次平均の回数を演算する。すなわち、例えば、回数演算手段は、燃料残量データの分散が大きい場合、すなわち燃料液面が不安定に揺動している場合には、二次平均の回数を多く設定する一方、燃料残量データの分散が小さい場合、すなわち燃料液面が安定している場合には、二次平均の回数を少なく設定するように二次平均の回数を演算する。二次平均演算手段は、単純平均演算手段で演算された最新のブロックの単純平均と過去のブロックの単純平均とに基づいて、回数演算手段で演算された回数を母数とする二次平均を演算し、そして、燃料残量出力手段は、二次平均演算手段で演算された二次平均を、燃料残量に変換して出力する。
【0018】
このように、最新のブロックデータの分散に基づいて演算された二次平均の回数を用いて、すなわち、燃料液面が不安定に揺動している場合には多く設定する一方、燃料液面が安定している場合には少なく設定された二次平均の回数を用いて、燃料液面の状態に対応して適宜調整された時間幅の燃料残量データを対象として二次平均を演算しているため、燃料液面が不安定に揺動している場合には、比較的長い時間幅での燃料残量データに基づいて燃料残量を求めるする一方、燃料液面が安定している場合には短い時間幅での燃料残量データに基づいて燃料残量を求めることにより、求められた燃料残量は、実際の燃料残量を忠実に反映する値に収束して速やかに安定化することとなり、この結果、燃料残量の計測誤差を飛躍的に抑制して燃料タンクに残留する燃料残量を高精度で計測することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る燃料タンクの燃料残量計測装置の一実施形態について、図に基づいて詳細に説明する。
【0020】
図1は、本発明に係る燃料タンクの燃料残量計測装置を示す概略構成図、図23乃至図7は、本発明の動作フローチャート図、図8乃至図9は、本発明の動作説明に供する図である。
【0021】
まず、本発明に係る燃料タンクの実施形態について、燃料タンクとして、内燃機関を備えた車両の燃料タンクを例示して説明する。
【0022】
図1に示すように、車両の後部座席の下方などに設けられる燃料タンク1には、燃料タンク1内に残留する燃料残量を計測するフューエルセンダユニット3が設けられる。このユニット3は、燃料タンク1内に残留する燃料Fの液面上を浮遊するように位置するフロート5と、このフロート5を、アーム軸7を支点として回動自在に支持するフロートアーム9と、巻線抵抗11と、フロートアーム9に連結され、アーム軸7を支点として巻線抵抗11上を摺動する導電性のコンタクトアーム13とを備える。
【0023】
このコンタクトアーム13は、導線14aを介して接地される一方、巻線抵抗11の一端は、導線14bを介して、巻線抵抗11上におけるコンタクトアーム13の接点位置に応じた電気抵抗値を電圧値に変換する電圧変換回路15に接続される。フューエルセンダユニット3は、燃料Fの液面位置、すなわち燃料残量を電気抵抗値の形態で検出し、この検出値を受けて電圧変換回路15は、検出された電気抵抗値を電圧値に変換して燃料残量データとして出力する。
【0024】
電圧変換回路15は、この回路15から出力されたアナログ電圧形態の燃料残量データをデジタル形態のデータへ変換するA/D変換回路17に接続される。このA/D変換回路17は、CPU19に接続されており、A/D変換回路17から転送されたデジタル形態の燃料残量データを受けて、CPU19は、後に詳述するように、所定周期毎にサンプリングされる燃料残量データを順次入力し、所定数の燃料残量データを順次ひとまとめにブロック化して記憶させておき、過去の燃料残量データに基づいて設定される異常値フィルタを適用することで、各ブロック内における燃料残量データから異常値とみなされた燃料残量データを除外する異常値処理と、複数ブロック内における燃料残量データの平均を各ブロック毎にそれぞれ求め、求められた各ブロック内平均(以下、単純平均と言う。)の平均をさらに求め、求められた複数ブロック間平均(以下、二次平均と言う。)を燃料残量として出力する燃料残量出力処理と、最新ブロック内における燃料残量データの分散を求め、求められた分散データに基づいて、二次平均を求める際に母数として用いられるブロック数(以下、二次平均の回数と言う。)や、異常値フィルタの中心値を求める際に母数として用いられるブロック数(以下、フィルタ中心値の回数と言う。)を演算する回数演算処理と、最新ブロックの単純平均と過去の複数ブロックの単純平均とを参照することで燃料残量の変位傾向を求め、求められた燃料残量の変位傾向に基づいて、異常値フィルタの上限乃至下限値を適宜の値に設定するフィルタ設定処理とを実行する。
【0025】
さらに、CPU19には、処理プログラムを格納するROM21と、CPU19から転送される各種データ、及びA/D変換回路17から転送されたデジタル形態の燃料残量データを、燃料Fの容積、すなわち燃料残量に変換する際に用いられる変換マップを格納するRAM23と、CPU19から転送される燃料残量を表示する燃料計25とが接続される。これにより、CPU19から転送される燃料残量は、燃料計25に表示されて、車室内の乗員に知らされる。
【0026】
次に、本発明に係る燃料タンクの燃料残量計測装置の動作について、図2乃至図9を参照して詳細に説明する。なお、本発明の理解を容易にするために、はじめに、本発明の概略動作を説明し、その後に本発明の詳細動作を順次説明する。図2に示すように、本発明の処理プログラムは、パラメータ設定フローと、初期計測フローと、通常計測フローと、フィルタ初期化フローとの4つの部分フローから構成されており、以下に、各部分フローでの動作概略を説明する。
【0027】
まず、ステップS1のパラメータ設定フローでは、初期設定として、燃料残量を計測する上で必要となる各種パラメータ値を設定するとともに、RAM23の記憶内容を初期化する。すなわち、燃料残量データをCPU19を介して取り込む周期であるサンプリング時間と、異常値フィルタの上限又は下限値をそれぞれ規定するフィルタ係数Kh ,Kl と、二次平均の回数n1と、フィルタ中心値の回数n2と、異常値フィルタの中心値及び範囲を再設定するか否かの判定基準となる再設定回数DC3Nとをそれぞれ設定するとともに、メモリaの記憶内容を初期値に設定する。ここで設定された各種パラメータ値又はメモリaの記憶内容は、次述する初期計測フローなどの部分フローにおいて適宜用いられる。なお、以下の記載について、二次平均の回数n1を「3」に設定し、フィルタ中心値の回数n2を「2」に設定し、再設定回数DC3Nを「2」に設定した例をあげて説明する。また、例え処理プログラムが実行中であっても、図示しないリセットスイッチが押されてCPU19にリセット信号が入力されると、処理プログラムは中断されて本パラメータ設定フローに戻る。
【0028】
次に、ステップS3の初期計測フローでは、この初期計測フローのために予め設定された燃料残量データの入力条件に従って、例えば、10msecのサンプリング時間で、100個の燃料残量データがCPU19に取り込まれ、取り込まれたデータがRAM23の所定のアドレスに順次格納される。さらに、CPU19は、RAM23から燃料残量データを読み出して、これらのデータの単純平均を演算し、この演算結果をm(0)、mF(0)として、RAM23の所定のアドレスに順次格納する一方、RAM23から読み出した変換マップを参照して、演算結果である電圧を燃料容積に変換し、この変換後の燃料残量を燃料計25へ転送する。
【0029】
また、CPU19は、次述する通常計測フローにおいて適用され、ノイズとなる異常値を除去する異常値フィルタの中心値Fn2、及び範囲を設定する。これらの異常値フィルタの設定は、RAM23から読み出したデータmF(0)をフィルタの中心値Fn2とする一方、異常値フィルタの上限Fh 及び下限Fl のそれぞれを、式(1),(2)を用いることで求め、求めた値から範囲を規定する。
Fh =Fn2×Kh 式(1)
Fl =Fn2×Kl 式(2)
ただし、Kh ,Kl はフィルタ係数
【0030】
なお、上述した初期計測フローは、通常は電源ON直後等の初期計測時にのみ用いられるが、後述するフィルタ初期化フローにおいて、異常値フィルタの中心値及び範囲を再設定する旨の判定がなされたとき、再び本初期計測フローに戻る。
【0031】
次に、ステップS5の通常計測フローでは、通常の燃料残量計測が行われるが、二次平均の回数n1が「3」に設定されているのを受けて、第1回目、第2回目、及び第3回目以降の通常計測の3つに場合分けして説明を進める。
【0032】
まず、第1回目の通常計測では、この計測フローのために予め設定された燃料残量データの入力条件に従って、例えば、100msecのサンプリング時間で、500個の燃料残量データを1ブロックとしてCPU19に取り込み、取り込んだ1ブロックのデータをRAM23の所定のアドレスに順次格納する。さらに、CPU19は、RAM23から1ブロックの燃料残量データを順次読み出して、読み出したデータに対し、初期計測フローで設定された異常値フィルタを適用し、設定範囲から外れた異常値データを除去して、正常値として選択されたデータを対象として単純平均を演算し、この演算結果をm(1)、mF(1)として、RAM23の所定のアドレスに順次格納する。なお、m(1)は、二次平均の回数n1の設定値に対応する3つのブロックをひとかたまりとしたときの第1回目の単純平均を意味し、二次平均を求める際に子数の要素として用いられる一方、mF(1)は、フィルタ中心値の回数n2の設定値に対応する2つのブロックをひとかたまりとしたときの第1回目の単純平均を意味し、フィルタの中心値Fn2を求める際に子数の要素として用いられる。また、図8に示すように、1回の通常計測において、CPU19は、500個の燃料残量データを1ブロックとして取り込むが、図9に示すように、設定範囲から外れた異常値データは異常値フィルタを適用することで除去されるので、実際に使用されるデータ数DC2は、取り込んだデータ数DCに対して減少することとなる。
【0033】
さらに、CPU19は、RAM23から読み出したそれぞれの単純平均データm(0)、m(1)を対象として、式(3)に示す二次平均Mn1を演算し、この演算結果をMn1として、RAM23の所定のアドレスに格納する。
Mn1={(m(0)+m(1)}/2 式(3)
【0034】
一方、RAM23から読み出した変換マップを参照して、演算結果である電圧を燃料容積に変換し、この変換後の燃料残量を燃料計25へ転送する。
【0035】
また、CPU19は、次述する第2回目の通常計測において適用される異常値フィルタの中心値Fn2、及び範囲を、前述した初期計測フローと同様に設定する。なお、ここでのフィルタの中心値Fn2は、RAM23から読み出したそれぞれのデータmF(0)、mF(1)を元に、式(4)を用いることで求められる。
Fn2={(mF(0)+mF(1)}/2 式(4)
【0036】
次に、第2回目の通常計測では、第1回目の通常計測と同様のサンプリング時間、及び個数の燃料残量データを1ブロックとしてCPU19に取り込み、取り込んだ1ブロックのデータをRAM23の所定のアドレスに順次格納する。さらに、CPU19は、RAM23から1ブロックの燃料残量データを順次読み出して、読み出したデータに対し、第1回目の通常計測で設定された異常値フィルタを適用し、設定範囲から外れた異常値データを除去して、正常値として選択されたデータを対象として単純平均を演算し、この演算結果をm(2)、mF(0)として、RAM23の所定のアドレスにそれぞれ格納する。さらに、CPU19は、RAM23から読み出したそれぞれの単純平均データm(0)、m(1)、m(2)を対象として、式(5)に示す二次平均Mn2を演算し、演算結果をMn2として、RAM23の所定アドレスに格納する。
【0037】
Mn2={(m(0)+m(1)+m(2)}/3 式(5)
一方、RAM23から読み出した変換マップを参照して、演算結果である電圧を燃料容積に変換し、この変換後の燃料残量を燃料計25へ転送する。
【0038】
また、CPU19は、次述する第3回目の通常計測において適用される異常値フィルタの中心値Fn2、及び範囲を、前述した初期計測フローと同様に設定する。なお、ここでのフィルタの中心値Fn2は、RAM23から読み出したそれぞれのデータmF(1)、mF(0)を元に、式(6)を用いることで求められる。
Fn2={(mF(1)+mF(0)}/2 式(6)
【0039】
そして、第3回目以降の通常計測では、第1回目の通常計測と同様のサンプリング時間、及び個数の燃料残量データを1ブロックとしてCPU19に取り込み、取り込んだ1ブロックのデータをRAM23の所定のアドレスに順次格納する。さらに、CPU19は、RAM23から1ブロックの燃料残量データを順次読み出して、読み出したデータに対し、前回の通常計測で設定された異常値フィルタを適用し、設定範囲から外れた異常値データを除去して、正常値として選択されたデータを対象として単純平均を演算し、この演算結果をm(0)、mF(1)として、RAM23の所定のアドレスにそれぞれ格納する。さらに、CPU19は、RAM23から読み出したそれぞれの単純平均データm(1)、m(2)、m(0)を対象として、式(7)に示す二次平均Mn2を演算し、演算結果をMn2として、RAM23の所定アドレスに格納する。
Mn2={(m(1)+m(2)+m(0)}/3 式(7)
【0040】
一方、RAM23から読み出した変換マップを参照して、演算結果である電圧を燃料容積に変換し、この変換後の燃料残量を燃料計25へ転送する。
【0041】
また、CPU19は、次回の通常計測において適用される異常値フィルタの中心値Fn2、及び範囲を、前述した初期計測フローと同様に設定する。なお、ここでのフィルタの中心値Fn2は、RAM23から読み出したそれぞれのデータmF(0)、mF(1)を元に、式(8)を用いることで求められる。
Fn2={(mF(0)+mF(1)}/2 式(8)
【0042】
なお、通常計測フローでは、前述した異常値処理や燃料残量出力処理に加えて、最新ブロック内における燃料残量データの分散を求め、求められた分散データに基づいて、図2に示す条件設定1のテーブルに従って、二次平均の回数n1、及びフィルタ中心値の回数n2を演算する回数演算処理と、最新ブロックの単純平均と過去の複数ブロックの単純平均とを参照することで燃料残量の変位傾向を求め、求められた燃料残量の変位傾向に基づいて、図2に示す条件設定2のテーブルに従って、異常値フィルタの上限Fh 乃至下限Fl を適宜の値に再設定するフィルタ設定処理とを実行する。
【0043】
上記した回数演算処理では、燃料残量データの分散が大きい場合、すなわち燃料液面が不安定に揺動している場合には、二次平均の回数n1、及びフィルタ中心値の回数n2を多く設定し、比較的長い時間幅での燃料残量データを対象としてデータ処理を施すことにより、燃料残量の計測誤差を除去するとともに、燃料残量出力を速やかに安定化するようにしている。一方、上記したフィルタ設定処理では、燃料残量の変位傾向が単調増加及び単調減少の場合には、坂道を走行中であると判断して、異常値フィルタの上限Fh 乃至下限Fl を適宜の値に再設定する。すなわち、燃料残量の変位傾向が単調増加の場合には、登坂路を走行中であると判断して、異常値フィルタの上限Fh を通常より大きい値に設定する一方、燃料残量の変位傾向が単調減少の場合には、下り坂路を走行中であると判断して、異常値フィルタの下限Fl を通常より大きい値に設定する。これにより、坂道走行時における燃料残量データの偏りを許容するように、走行状況に適合した異常値フィルタの範囲が設定されるので、一過性の走行状況に起因して、異常値フィルタを初期設定してしまうことを未然に防止することができる。
【0044】
前述した通常計測フローにおいて、CPU19は、所定数の燃料残量データをひとかたまりの1ブロックとして取り込むが、設定範囲から外れた異常値データは異常値フィルタを適用することで除去されるので、実際に使用されるデータ数DC2は、取り込んだデータ数DCに対して減少することとなる。しかし、高速道路走行時などの燃料残量の時間変化率が大きい場合には、実際に使用されるデータ数DC2が、取り込んだデータ数DCに対して極端に減少する事態を生じることがある。このような場合、通常ルーチンでの異常値フィルタの設定では、実情に適合した設定値を得られないおそれがある。
【0045】
そこで、ステップS7のフィルタ初期化フローでは、ある通常計測時において、実際に使用されるデータ数DC2が、例えば100個などの予め定められるデータ数より少ない場合には、CPU19は、今回取り込んだデータは使用せずに、前回求めた燃料残量を今回の燃料残量として継続出力するようにしている。ただし、上記事態が、例えば2回などの予め定められる再設定回数DC3Nだけ連続して生じた場合には、CPU19は、異常値フィルタの設定値を初期化して初期計測フローに戻る。このように、通常ルーチンにおける異常値フィルタの設定では、実情に適合した設定値を得られなくなった場合には、初期計測フローにおいて異常値フィルタの再設定がなされ、これにより、実情に適合した設定値に修正される。
【0046】
次に、本発明に係る燃料タンクの燃料残量計測装置の詳細動作について、図3乃至図7を参照して説明する。
【0047】
まず、図示しない車両のイグニッションスイッチがオンされて、例えば5Vなどの所定レベルの電圧供給が確認されると(ステップS11)、CPU19は、初期設定として、燃料残量を計測する上で必要となる各種パラメータ値を設定するとともに、RAM23の記憶内容を初期化する。すなわち、CPU19は、ディップスイッチ1乃至6の設定状態を確認して、燃料残量データをCPU19を介して取り込む周期であるサンプリング時間と、異常値フィルタの上限又は下限値をそれぞれ規定するフィルタ係数Kh ,Kl と、二次平均の回数n1と、フィルタ中心値の回数n2と、異常値フィルタの中心値及び範囲を再設定するか否かの判定基準となる再設定回数DC3Nとをそれぞれ設定するとともに、SUM、DC、SC、TM、Fl 、Fh 、SC2、DC2、DC3などの各種レジスタやメモリaの記憶内容を初期値に設定する(ステップS13乃至S27)。なお、ここで設定された各種パラメータ、レジスタ、及びメモリaの内容は、以下に述べるステップにおいて適宜用いられる。
【0048】
次に、図示しないI/Oからスタート信号が入力され、例えば5Vなどの所定レベルの電圧供給が確認されると(ステップS29)、CPU19は、初期計測フローのために予め設定された燃料残量データの入力条件に従って、例えば、10msecに設定されたタイマの計時をスタートさせ、このタイマがタイムアップすると(ステップS31、S33)、累積計測回数を記憶する累積計測回数レジスタSCの記憶内容が初期設定値「−1」か否か、すなわち、今回の計測が初期計測か否かを判定する(ステップS35)。ステップS35の判定の結果、今回の計測が初期計測のときはステップS37へ進む一方、今回の計測が初期計測ではないときはステップS77へ進む。
【0049】
ステップS35で今回の計測が初期計測であると判定されると、CPU19は、以下の初期計測フローを実行する。すなわち、CPU19は、燃料残量データを取り込み、取り込んだデータをRAM23の所定のアドレスに格納する一方、取り込んだデータ数を記憶する取り込みデータ数レジスタDCの記憶内容に1を加算する(ステップS37乃至S39)。次に、CPU19は、初期計測フローのために予め設定された燃料残量データの入力条件に従って、例えば、100個に設定される初期計測時の取り込みデータ数が設定値に達したか否かの判定を行う(ステップS41)。ステップS41の判定の結果、初期計測時の取り込みデータ数が設定値に達していなければステップS33へ戻り、取り込みデータ数が設定値に達するまで所定のサンプリング時間で燃料残量データを取り込む一方、データ数が設定値に到達すれば次のステップS43へ進む。
【0050】
一方、ステップS35で今回の計測が初期計測ではないと判定されると、CPU19は、以下の通常計測フローを実行する。すなわち、CPU19は、例えば100msecに設定される通常計測フローでのサンプリング時間に達したか否かの判定を行い(ステップS77乃至S81)、所定のサンプリング時間で燃料残量データを取り込み、取り込んだデータをRAM23の所定のアドレスに格納する一方、取り込んだデータ数を記憶するデータ数レジスタDCの記憶内容に1を加算する(ステップS83乃至S85)。次に、CPU19は、通常計測フローのために予め設定された燃料残量データの入力条件に従って、例えば、500個に設定される通常計測時の取り込みデータ数が設定値に達したか否かの判定を行う(ステップS87)。ステップS87の判定の結果、通常計測時の取り込みデータ数が設定値に達していなければステップS33へ戻り、取り込みデータ数が設定値に達するまで所定のサンプリング時間で燃料残量データを取り込む一方、データ数が設定値に到達すれば次のステップS43へ進む。
【0051】
ステップS41、又はステップS87の判定の結果、取り込みデータ数が設定値に達すると、CPU19は、取り込みデータ数レジスタDCの記憶内容を初期化するとともに、累積計測回数レジスタSCの記憶内容に1を加算する(ステップS43乃至S45)。次に、CPU19は、RAM23の所定のアドレスから燃料残量データを読み出すとともに、取り込みデータ数レジスタDCの記憶内容に1を加算し、読み出した16進コードの電圧値データを10進の電圧値データに変換し、さらに、10進の電圧値データを、RAM23から読み出した変換マップを参照して、燃料容積DATAに変換する(ステップS47乃至S53)。次に、CPU19は、累積計測回数レジスタSCの記憶内容が初期設定値に1を加算した値か否か、すなわち、今回の計測が初期計測か否かを判定する(ステップS55)。ステップS55の判定の結果、今回の計測が初期計測のときはステップS57へ進む一方、今回の計測が初期計測ではないときはステップS89へ進む。
【0052】
ステップS55で今回の計測が初期計測であると判定されると、CPU19は、1ブロックでの燃料残量の累積値を格納する燃料残量累積レジスタSUMの記憶内容に、ステップS53で取得した燃料容積DATAを加算して記憶内容を更新し、本実施形態では100個に設定されている初期計測時の読み出しデータ数が設定値に達したか否かの判定を行う(ステップS59)。ステップS59の判定の結果、初期計測時の読み出しデータ数が設定値に達していなければステップS47へ戻り、読み出しデータ数が設定値に達するまで燃料残量データを読み出して燃料容積DATAに変換する等の処理を繰り返し行う一方、データ数が設定値に達すれば次のステップS61へ進む。ステップS61において、CPU19は、初期計測時における1ブロック100個の燃料残量累積値の平均を演算し、この演算結果m(0)を、燃料残量平均を累積して記憶する燃料残量平均累積レジスタSUMMに格納するとともに、異常値フィルタの中心値Fn2、及び範囲を規定する際に用いるデータmF(0)として、RAM23の所定のアドレスに格納する(ステップS61乃至S65)。
【0053】
次に、CPU19は、データmF(0)を参照して、異常値フィルタの中心値Fn2、及び、上限Fh と下限Fl とから規定される範囲を演算し、異常値フィルタを求められた値に設定する一方、RAM23から読み出した変換マップを参照して、ステップS61の演算結果m(0)を燃料容積に変換し、この変換後の燃料残量を燃料計25へ転送する(ステップS67乃至S71)。そして、CPU19は、メモリaの記憶内容を初期化するとともに、燃料残量累積レジスタSUM、及び取り込みデータ数レジスタDCの記憶内容を0に設定後に、ステップS33へ戻って所定の処理ステップを繰り返し実行する(ステップS75)。
【0054】
一方、ステップS55で今回の計測が初期計測ではないと判定されると、CPU19は、以下の通常計測フローを実行する。すなわち、CPU19は、ステップS53で取得した燃料容積DATAが、異常値フィルタの設定範囲内にあるか否かを判定し(ステップS89)、ステップS89の判定の結果、燃料容積DATAが異常値フィルタの設定範囲内にあれば、すなわち、燃料容積DATAが正常であるとみなされると次のステップS91へ進み、燃料残量累積レジスタSUMの記憶内容に、今回の燃料容積DATAを加算して記憶内容を更新し、正常であるとみなした燃料容積DATAの数を格納する正常データ数レジスタDC2の記憶内容に1を加算する(ステップS91乃至S93)。一方、ステップS89の判定の結果、燃料容積DATAが異常値フィルタの設定範囲外にあれば、すなわち、燃料容積DATAが異常であるとみなされると、前述したステップS91乃至S93の処理をジャンプして次のステップS95へ進む。ステップS95において、CPU19は、通常計測時の読み出しデータ数が設定値に達したか否かの判定を行う(ステップS95)。ステップS95の判定の結果、通常計測時の読み出しデータ数が設定値に達していなければステップS47へ戻り、読み出しデータ数が設定値に達するまで燃料残量データを読み出して燃料容積DATAに変換する等の処理を繰り返し行う一方、データ数が設定値に達すれば次のステップS97へ進む。
【0055】
ステップS97において、CPU19は、累積計測回数レジスタSCの記憶内容を、二次平均の回数n1で割り算し、その余りをデータXとしてRAM23の所定のアドレスに格納するとともに、累積計測回数レジスタSCの記憶内容を、フィルタ中心値の回数n2で割り算し、その余りをデータXFとしてRAM23の所定のアドレスに格納する(ステップS97乃至S99)。ステップS97乃至S99で求めたデータX,XFのそれぞれは、現在の累積計測回数が、二次平均の回数n1、又はフィルタ中心値の回数n2のそれぞれの設定回数のなかで何番目に位置付けられているかを判定する際に用いられる。次に、CPU19は、今回のX番目の通常計測における単純平均を、データm(X),mF(X)としてRAM23の所定のアドレスにそれぞれ記憶するにあたり、前回のX番目の通常計測時のデータを消去し(ステップS101乃至S103)、正常データ数レジスタDC2の記憶内容が100以上か否か、すなわち、今回のX番目の通常計測時において実際に使用されるデータ数DC2が、例えば100個などの予め定められるデータ数以上かを判定する(ステップS105)。
【0056】
ステップS105の判定の結果、実際に使用されるデータ数DC2が100個以上あると、CPU19は、今回のX番目の通常計測における単純平均を、データm(X),mF(X)としてRAM23の所定のアドレスにそれぞれ格納し、正常データ数レジスタDC2の記憶内容が100以下となった累積回数を格納する異常累積回数レジスタDC3の記憶内容に「0」を設定し(ステップS107乃至S111)、次のステップS113へ進む。
【0057】
一方、ステップS105の判定の結果、実際に使用されるデータ数DC2が100個に達していないと判定されると、CPU19は、異常累積回数レジスタDC3の記憶内容に「1」を加算し、異常累積回数レジスタDC3の記憶内容が、再設定回数DC3N(=2)に達したか否かの判定を行う(ステップS121乃至S123)。ステップS123の判定の結果、異常累積回数レジスタDC3の記憶内容が再設定回数DC3Nに達していなければ、CPU19は、今回のブロックで取り込んだデータは使用せずに、前回のブロックで求めた単純平均を、データm(X),mF(X)としてRAM23の所定のアドレスにそれぞれ格納し(ステップS125乃至S127)、次のステップS113へ進む。
【0058】
ステップS113において、CPU19は、二次平均を求める際に子数となる、二次平均の回数n1を上限とする複数ブロックの単純平均の累積値を演算し、この演算結果を、燃料残量平均累積レジスタSUMMに格納する一方、やはり二次平均を求める際に子数となる、フィルタ中心値の回数n2を上限とする複数ブロックの単純平均の累積値を演算し、この演算結果を、フィルタ用燃料残量平均累積レジスタSUMMFに格納する(ステップS113乃至S115)。次に、CPU19は、累積計測回数レジスタSCの記憶内容が、二次平均の回数n1の設定回数(=3)に達しているか否か、すなわち、二次平均の母数をn1とすることができるか否かの判定を行い(ステップS117)、ステップS117の判定の結果、累積計測回数レジスタSCの記憶内容が二次平均の回数n1に達していなければ、累積計測回数レジスタSCの記憶内容に1を加算した数を母数として二次平均の演算を行い、この演算結果をデータMn1としてRAM23の所定のアドレスに格納する一方、累積計測回数レジスタSCの記憶内容が二次平均の回数n1に達していれば、二次平均の回数n1を母数として二次平均の演算を行い、この演算結果をデータMn1としてRAM23の所定のアドレスに格納する(ステップS119乃至S129)。ここで求められた二次平均Mn1は、後述する処理ステップにおいて燃料残量に変換されて、燃料残量として出力される。
【0059】
ステップS119乃至S129において、二次平均Mn1が求められると、CPU19は、累積計測回数レジスタSCの記憶内容が、フィルタ中心値の回数n2の設定回数(=2)に達しているか否か、すなわち、二次平均の母数をn2とすることができるか否かの判定を行い(ステップS131)、ステップS131の判定の結果、累積計測回数レジスタSCの記憶内容がフィルタ中心値の回数n2に達していなければ、累積計測回数レジスタSCの記憶内容に1を加算した数を母数として二次平均の演算を行い、この演算結果をデータFn2としてRAM23の所定のアドレスに格納する一方、累積計測回数レジスタSCの記憶内容がフィルタ中心値の回数n2に達していれば、フィルタ中心値の回数n2を母数として二次平均の演算を行い、この演算結果をデータFn2としてRAM23の所定のアドレスに格納する(ステップS133乃至S147)。ここで求められた二次平均Fn2は、フィルタ中心値として採用されて、次述する処理ステップにおけるフィルタの設定に用いられる。
【0060】
ステップS133乃至S147において、二次平均Fn2が求められると、CPU19は、異常値フィルタの上限Fh 乃至下限Fl を適宜の値に設定するフィルタ設定処理を実行し、二次平均Mn1を燃料残量に容積変換し、この変換後の燃料残量値TMを燃料計25へ転送する(ステップS135乃至S139)。そして、CPU19は、メモリaの記憶内容を初期化するとともに、燃料残量累積レジスタSUM、及び取り込みデータ数レジスタDCの記憶内容を0に設定後に、I/Oから終了信号が入力されて、供給電圧が0Vになったか否かの判定を行い、この判定の結果、処理継続と判定されると、ステップS33へ戻って所定の処理ステップを繰り返し実行する一方、処理終了と判定されると、全ての計測処理を終了させる(ステップS141乃至S145)。
【0061】
なお、本実施形態中、燃料液面をフロートを用いて検出する形態を例示して説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、超音波センサを用いた燃料液面検出など、どのような形態で燃料液面を検出したかにかかわらず、全ての形態の燃料残量計測装置に適用することができる。
【0062】
また、本発明を、燃料蒸気の放散を防止する形態の燃料タンクに適用できることは言うまでもない。
【0063】
最後に、本実施形態中、本発明に係る燃料タンクについて、燃料タンクとして、内燃機関を備えた車両の燃料タンクを例示して説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、内燃機関を備えた航空機の燃料タンクや、内燃機関を備えたトラクター等の農機具の燃料タンクなど、広い範囲の分野にわたり適用可能である。
【0064】
削除
【0065】
削除
【0066】
【発明の効果】
請求項1,2の発明によれば、各ブロックデータのそれぞれから異常値データが除去された後のデータに基づいて単純平均のデータ処理が施され、最新のブロックの単純平均が燃料残量に変換して出力されるため、燃料タンクに加速度が与えられて燃料液面が激しく揺れるような事態が生じた場合でも、異常値データが除去された後のデータを単純平均した燃料残量データは、実際の燃料残量を忠実に反映する値に収束して安定化することとなり、この結果、燃料残量の計測誤差を飛躍的に抑制して燃料タンクに残留する燃料残量を高精度で計測することができる。
【0067】
さらにまた、請求項1,2の発明によれば、燃料タンクが傾斜状態にある場合における燃料残量データの偏りを許容するように、燃料タンクの傾斜状態に適合した範囲が設定されるので、一過性の状態である燃料タンクの傾斜に起因して、単純平均又は二次平均を求める際に用いられる異常値データを除去後の燃料残量データの数が極端に減少することは未然に防止され、この結果、燃料残量データの数が極端に減少することに起因して燃料残量が計測不能となる事態は回避され、継続的に安定した燃料残量を得ることができる。
【0068】
そして、請求項3の発明によれば、最新のブロックデータの分散に基づいて演算された二次平均の回数を用いて、すなわち、燃料液面が不安定に揺動している場合には多く設定する一方、燃料液面が安定している場合には少なく設定された二次平均の回数を用いて、燃料液面の状態に対応して適宜調整された時間幅の燃料残量データを対象として二次平均を演算しているため、燃料液面が不安定に揺動している場合には、比較的長い時間幅での燃料残量データに基づいて燃料残量を求めるする一方、燃料液面が安定している場合には短い時間幅での燃料残量データに基づいて燃料残量を求めることにより、求められた燃料残量は、実際の燃料残量を忠実に反映する値に収束して速やかに安定化することとなり、この結果、燃料残量の計測誤差を飛躍的に抑制して燃料タンクに残留する燃料残量を高精度で計測することができるというきわめて優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明に係る燃料タンクの燃料残量計測装置を示す概略構成図である。
【図2】図2は、本発明の動作の概略を示すフローチャート図である。
【図3】図3は、本発明の動作の詳細を示すフローチャート図である。
【図4】図4は、本発明の動作の詳細を示すフローチャート図である。
【図5】図5は、本発明の動作の詳細を示すフローチャート図である。
【図6】図6は、本発明の動作の詳細を示すフローチャート図である。
【図7】図7は、本発明の動作の詳細を示すフローチャート図である。
【図8】図8は、本発明の説明に供する図である。
【図9】図9は、本発明の説明に供する図である。
【符号の説明】
1 燃料タンク
3 フューエルセンダユニット
5 フロート
7 アーム軸
9 フロートアーム
11 巻線抵抗
13 コンタクトアーム
14a,14b 導線
15 電圧変換回路
17 A/D変換回路
19 CPU
21 ROM
23 RAM
25 燃料計[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel tank for storing fuel such as a vehicle equipped with an internal combustion engine, and more particularly to a fuel remaining amount measuring device for a fuel tank capable of measuring the remaining amount of fuel remaining in the fuel tank with high accuracy. .
[0002]
[Prior art]
For example, a vehicle equipped with an internal combustion engine is provided with a fuel tank that stores fuel supplied to the internal combustion engine. This fuel tank is generally provided with a fuel remaining amount measuring device for measuring the remaining amount of fuel remaining in the tank.
[0003]
An example of a conventional fuel remaining amount measuring device is provided with a fuel sender unit that measures the remaining amount of fuel remaining in the fuel tank in a fuel tank attached to the vehicle. This unit is connected to a float provided in the fuel tank, a float arm that rotatably supports the float with an arm shaft as a fulcrum, a winding resistance, and a winding with the arm shaft as a fulcrum. And a contact arm that slides on the resistor. In the above configuration, when the fuel level changes due to replenishment or consumption of fuel, the contact position of the contact arm on the winding resistance is displaced following the change in the height of the fuel level. The electric resistance value of the winding resistance also varies. Therefore, the height of the fuel level, that is, the remaining amount of fuel can be detected by converting the electric resistance value into a voltage value. Then, the detected remaining fuel amount is displayed on a fuel gauge provided in the vehicle interior. The driver of the vehicle knows the remaining amount of fuel in the fuel tank by reading the indicated value of the fuel gauge, and replenishes the fuel before the remaining amount of fuel becomes empty.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional fuel remaining amount measuring apparatus described above, the fuel displayed on the fuel remaining amount gauge is caused by the change in the posture of the vehicle due to acceleration / deceleration of the vehicle, vibration, road inclination, etc. There was an error in the remaining amount. The reason for this is that when the attitude of the vehicle changes as described above, the liquid level of the fuel stored in the fuel tank attached to the vehicle greatly swings, and the float swings up and down accordingly. As a result, the electrical resistance value changes following the position of the fuel liquid level.
[0005]
Therefore, conventionally, in order to eliminate the measurement error of the remaining amount of fuel as much as possible, a high-viscosity silicon damper is provided in the pointer drive part of the fuel gauge, or when converting the electric resistance value into the remaining amount of fuel. Then, means such as sequentially calculating the input electric resistance values and obtaining the fuel remaining amount by averaging the integrated values over time is employed.
[0006]
However, when the fuel gauge pointer is stabilized by using the former silicon damper, it takes time for the fuel gauge pointer to show the normal indicated value when refueling, and the responsiveness of the fuel gauge pointer is impaired. A new problem arises. In addition, when the remaining amount of fuel is obtained by averaging the integrated value of the latter electric resistance over time, if the accumulated time width of the electric resistance value is shortened, a measurement error of the remaining amount of fuel occurs due to a change in the posture of the vehicle. On the other hand, if the cumulative time width is increased, for example, when the amount of fuel consumed per hour is high, such as when driving on an expressway, the drop in the remaining fuel amount within the time width becomes so large that it cannot be ignored. As a result, it has been difficult to eliminate the measurement error of the remaining amount of fuel. Under such circumstances, the development of a new technology that can measure the remaining amount of fuel remaining in the fuel tank with high accuracy while dramatically suppressing the measurement error of the remaining amount of fuel is among the concerned parties. It was long awaited.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances. The detected remaining fuel amount data is fetched at predetermined intervals, and the captured remaining fuel amount data is collectively blocked for each predetermined number and sequentially obtained as block data. Remember, for this block data,secondaryBy appropriately performing data processing such as removal of average or abnormal values, the remaining fuel in the fuel tank can be measured with high accuracy by drastically suppressing the measurement error of the remaining fuel and measuring the remaining fuel in the fuel tank. It is an object to provide a quantity measuring device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention of
[0009]
Delete
[0010]
The invention of claim 2Detection means for detecting the remaining amount of fuel remaining in the fuel tank and outputting fuel remaining amount data; and the remaining fuel amount data output from the detection means are fetched at predetermined intervals, and the taken-in remaining fuel amount data is predetermined Block data storage means for making a block for each number and storing them in sequence, and an abnormal value range calculation means for calculating a range for removing abnormal value data from the captured fuel remaining data based on past fuel remaining data And an abnormal value removing means for removing abnormal value data from each of the block data stored in the block data storage means based on the range calculated by the abnormal value range calculating means, and the abnormal value removing means Simple average calculation means for calculating a simple average for each block based on each block data from which abnormal value data has been removed, and the simple average calculation means Displacement tendency calculating means for calculating a simple average displacement tendency between a plurality of blocks based on the calculated simple average of the latest block and the simple average of the past blocks, and the abnormal value range calculating means , Based on the simple average displacement tendency calculated by the displacement tendency calculating means, calculating a range for removing abnormal value data from the captured fuel remaining amount data, and further, the latest calculated by the simple average calculating means Based on the simple average of the blocks and the simple average of the past blocks, a secondary average calculating means for calculating a secondary average obtained by further averaging the simple averages among a plurality of blocks, and a second average calculated by the secondary average calculating means And a fuel remaining amount output means for converting the next average into a fuel remaining amount and outputting it. AndThe gist.
[0011]
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[0012]
Delete
[0013]
Claim1, 2According to the invention, first, the detecting means detects the remaining amount of fuel remaining in the fuel tank and outputs the remaining fuel amount data, and in response to this, the block data storage means outputs the remaining fuel amount output from the detecting means. The quantity data is taken in every predetermined period, and the taken-in fuel remaining quantity data is grouped into blocks every predetermined number and sequentially stored. On the other hand, the abnormal value range calculating means calculates a range in which abnormal value data is removed from the captured fuel remaining amount data based on the past fuel remaining amount data. Based on the range calculated by the calculation means, the abnormal value data is removed from each of the block data stored in the block data storage means. Therefore, the simple average calculating means calculates the simple average for each block based on each block data from which the abnormal value data has been removed by the abnormal value removing means, and the fuel residual quantity output means is a simple average calculating means. The simple average of the latest block calculated by the means is converted into the remaining amount of fuel and output. As described above, simple average data processing is performed based on the data after the abnormal value data is removed from each block data, and the simple average of the latest block is converted into the remaining fuel amount and output. Even when an acceleration is given to the fuel tank and the fuel level fluctuates violently, the remaining fuel level data is simply averaged after the abnormal value data is removed., RealIt will converge to a value that accurately reflects the remaining amount of fuel at the time of stabilization, and as a result, the measurement error of the remaining amount of fuel will be drastically suppressed and the remaining amount of fuel remaining in the fuel tank will be measured with high accuracy can do.
[0014]
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[0015]
Furthermore, claims 1 and 2According to the invention, the displacement tendency calculating means calculates a simple average displacement tendency between a plurality of blocks based on the simple average of the latest block calculated by the simple average calculating means and the simple average of past blocks. In response to this, the abnormal value range calculation means calculates a range in which abnormal value data is removed from the captured fuel remaining amount data based on the simple average displacement tendency calculated by the displacement tendency calculation means. That is, for example, when the displacement tendency calculating means calculates that the simple average displacement tendency that means the remaining amount of fuel is monotonically increasing, the abnormal value range calculating means is running on an uphill road in a vehicle, for example. If the simple average displacement tendency is calculated to be monotonously decreasing while the upper limit of the range for removing abnormal value data is set to a larger value than normal, Judging that there is, the lower limit of the range is set to a larger value than usual. As a result, a range suitable for the inclination state of the fuel tank is set so as to allow deviation of the remaining fuel amount data when the fuel tank is in the inclination state, so that the inclination of the fuel tank that is in a transient state is set. Due to simple average orsecondaryIt is prevented in advance that the number of remaining fuel data after the removal of abnormal value data used in calculating the average is extremely reduced, and as a result, the number of remaining fuel data is extremely reduced. Thus, the situation where the remaining amount of fuel cannot be measured is avoided, and a stable remaining amount of fuel can be obtained continuously.
[0016]
And claims3According to the present invention, detection means for detecting the remaining amount of fuel remaining in the fuel tank and outputting fuel remaining amount data, fuel remaining amount data output from the detecting means are fetched at predetermined intervals, and the captured fuel remaining amount is obtained. Block data storage means for storing quantity data in a block for each predetermined number and storing them sequentially;Based on each block data stored in the block data storage means, simple average calculation means for calculating a simple average for each block, and based on the latest block data stored in the block data storage means, Based on the variance calculation means for calculating the variance of the latest block data, the simple average of the latest block calculated by the simple average calculation means, and the simple average of a predetermined number of blocks in the past, a plurality of block data A second average calculating means for obtaining an average; a number calculating means for determining the predetermined number that is the number of blocks used in the second average calculating means based on the variance of the latest block data calculated by the variance calculating means; The secondary average calculated by the secondary average calculating means is converted into a fuel remaining amount. Fuel remaining amount output means to output,The gist is that
[0017]
Claim3According to the invention, first, the detecting means detects the remaining amount of fuel remaining in the fuel tank and outputs the remaining fuel amount data, and in response to this, the block data storage means outputs the remaining fuel amount output from the detecting means. The quantity data is taken in every predetermined period, and the taken-in fuel remaining quantity data is grouped into blocks every predetermined number and sequentially stored. Based on each block data stored in the block data storage means, the simple average calculating means calculates a simple average for each block, while the variance calculating means calculates the variance of the latest block data. In response to this, the number calculation means is calculated by further averaging a simple average between a plurality of blocks based on the distribution of the latest block data calculated by the distribution calculation means.secondaryAverage parametersecondaryCalculate the average number of times. That is, for example, when the number of remaining fuel amount data is large, that is, when the fuel liquid level is unstablely swung,secondaryWhen the average number of times is set to a large value and the variance of the remaining fuel data is small, that is, when the fuel level is stable,secondarySet the average number of times lesssecondaryCalculate the average number of times.secondaryThe average calculating means uses as a parameter the number of times calculated by the number calculating means based on the simple average of the latest block calculated by the simple average calculating means and the simple average of past blocks.secondaryThe average is calculated, and the remaining fuel output meanssecondaryCalculated by average calculation meanssecondaryThe average is converted into the remaining amount of fuel and output.
[0018]
Thus, it was calculated based on the distribution of the latest block datasecondaryUsing the average number of times, that is, when the fuel level is fluctuating in an unstable manner, a large number is set, while when the fuel level is stable, a small number is set.secondaryUsing the average number of times, the remaining fuel amount data for the time width adjusted appropriately according to the state of the fuel levelsecondarySince the average is calculated, when the fuel level fluctuates in an unstable manner, the remaining fuel level is calculated based on the remaining fuel level data in a relatively long time width. When the fuel is stable, the remaining amount of fuel is calculated based on the remaining amount of fuel data in a short time span, and the calculated remaining fuel amount converges to a value that faithfully reflects the actual remaining fuel amount. As a result, the remaining amount of fuel remaining in the fuel tank can be measured with high accuracy while drastically suppressing the measurement error of the remaining amount of fuel.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a fuel remaining amount measuring device for a fuel tank according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a fuel remaining amount measuring device for a fuel tank according to the present invention, FIGS. 23 to 7 are flowcharts of operations of the present invention, and FIGS. 8 to 9 are used for explaining operations of the present invention. FIG.
[0021]
First, an embodiment of a fuel tank according to the present invention will be described by exemplifying a fuel tank of a vehicle equipped with an internal combustion engine as a fuel tank.
[0022]
As shown in FIG. 1, a
[0023]
While this
[0024]
The
[0025]
Further, the
[0026]
Next, the operation of the fuel remaining amount measuring apparatus for a fuel tank according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In order to facilitate understanding of the present invention, the general operation of the present invention will be described first, and then the detailed operation of the present invention will be sequentially described. As shown in FIG. 2, the processing program of the present invention is composed of four partial flows: a parameter setting flow, an initial measurement flow, a normal measurement flow, and a filter initialization flow. An outline of operations in the flow will be described.
[0027]
First, in the parameter setting flow in step S1, various parameter values necessary for measuring the remaining amount of fuel are set as initial settings, and the contents stored in the
[0028]
Next, in the initial measurement flow in step S3, 100 fuel remaining amount data are taken into the
[0029]
The
Fh = Fn2 × Kh Formula (1)
Fl = Fn2 x Kl Equation (2)
Where Kh and Kl are filter coefficients
[0030]
Note that the initial measurement flow described above is normally used only during initial measurement such as immediately after the power is turned on. However, in the filter initialization flow described later, it was determined that the center value and range of the abnormal value filter were reset. Then, the process returns to the initial measurement flow again.
[0031]
Next, in the normal measurement flow in step S5, normal fuel remaining amount measurement is performed.secondaryAfter the average number n1 is set to “3”, the description will be divided into three cases: the first time, the second time, and the third and subsequent normal measurements.
[0032]
First, in the first normal measurement, in accordance with the input condition of fuel remaining amount data set in advance for this measurement flow, for example, in the sampling time of 100 msec, 500 fuel remaining amount data is set as one block to the
[0033]
Further, the
Mn1 = {(m (0) + m (1)} / 2 Formula (3)
[0034]
On the other hand, referring to the conversion map read from the
[0035]
In addition, the
Fn2 = {(mF (0) + mF (1)} / 2 Formula (4)
[0036]
Next, in the second normal measurement, the sampling time and the number of remaining fuel data of the same number as the first normal measurement are taken into the
[0037]
Mn2 = {(m (0) + m (1) + m (2)} / 3 Formula (5)
On the other hand, referring to the conversion map read from the
[0038]
Further, the
Fn2 = {(mF (1) + mF (0)} / 2 Formula (6)
[0039]
Then, in the third and subsequent normal measurements, the sampling time and the number of remaining fuel data of the same number as the first normal measurement are fetched into the
Mn2 = {(m (1) + m (2) + m (0)} / 3 Formula (7)
[0040]
On the other hand, referring to the conversion map read from the
[0041]
Further, the
Fn2 = {(mF (0) + mF (1)} / 2 Formula (8)
[0042]
In the normal measurement flow, in addition to the abnormal value process and the remaining fuel amount output process described above, the dispersion of the remaining fuel data in the latest block is obtained, and the condition setting shown in FIG. 2 is set based on the obtained dispersion data. According to table 1secondaryBy calculating the number of times of averaging n1 and the number of times of filter center value n2 and the simple average of the latest block and the simple average of a plurality of past blocks, the displacement tendency of the remaining fuel amount is obtained and obtained. Based on the tendency of displacement of the remaining amount of fuel, filter setting processing for resetting the upper limit Fh to the lower limit Fl of the abnormal value filter to an appropriate value is executed according to the table of condition setting 2 shown in FIG.
[0043]
In the above-described number calculation process, when the dispersion of the remaining fuel amount data is large, that is, when the fuel liquid level is unstablely swung,secondaryBy setting the average number of times n1 and the number of filter center values n2 to be large and performing data processing on the fuel remaining amount data in a relatively long time width, the fuel remaining amount measurement error is removed, and the fuel The remaining amount output is stabilized quickly. On the other hand, in the filter setting process described above, when the displacement tendency of the remaining amount of fuel is monotonously increasing or monotonously decreasing, it is determined that the vehicle is traveling on a slope and the upper limit Fh to the lower limit Fl of the abnormal value filter are set to appropriate values. Reset to. That is, when the displacement tendency of the remaining amount of fuel is monotonically increasing, it is determined that the vehicle is traveling on an uphill road, and the upper limit Fh of the abnormal value filter is set to a value larger than normal, while the remaining amount of fuel is displaced. Is monotonously decreasing, it is determined that the vehicle is traveling on a downhill road, and the lower limit Fl of the abnormal value filter is set to a value larger than normal. As a result, the range of the abnormal value filter suitable for the driving situation is set so as to allow the deviation of the remaining fuel amount data when traveling on the hill, so that the abnormal value filter is set due to the temporary driving situation. Initial setting can be prevented in advance.
[0044]
In the normal measurement flow described above, the
[0045]
Therefore, in the filter initialization flow in step S7, when the number of data DC2 actually used is smaller than a predetermined number of data such as 100 in a certain normal measurement, the
[0046]
Next, the detailed operation of the fuel remaining amount measuring apparatus for a fuel tank according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0047]
First, when an ignition switch of a vehicle (not shown) is turned on and a voltage supply of a predetermined level such as 5 V is confirmed (step S11), the
[0048]
Next, when a start signal is input from an I / O (not shown) and voltage supply of a predetermined level such as 5 V is confirmed (step S29), the
[0049]
If it is determined in step S35 that the current measurement is the initial measurement, the
[0050]
On the other hand, when it is determined in step S35 that the current measurement is not the initial measurement, the
[0051]
When the number of fetched data reaches the set value as a result of the determination in step S41 or step S87, the
[0052]
If it is determined in step S55 that the current measurement is an initial measurement, the
[0053]
Next, the
[0054]
On the other hand, if it is determined in step S55 that the current measurement is not the initial measurement, the
[0055]
In step S97, the
[0056]
As a result of the determination in step S105, when the number of data DC2 actually used is 100 or more, the
[0057]
On the other hand, as a result of the determination in step S105, if it is determined that the number of actually used data DC2 has not reached 100, the
[0058]
In step S113, the CPU 19secondaryIt becomes the number of children when calculating the average,secondaryA simple average cumulative value of a plurality of blocks having an average number n1 as an upper limit is calculated, and the calculation result is stored in the remaining fuel average cumulative register SUMM.secondaryA simple average cumulative value of a plurality of blocks having an upper limit of the filter center value number n2 as a child when calculating the average is calculated, and the calculation result is stored in the filter fuel remaining amount average cumulative register SUMMF ( Steps S113 to S115). Next, the
[0059]
In steps S119 to S129,secondaryWhen the average Mn1 is obtained, the
[0060]
In steps S133 to S147,secondaryWhen the average Fn2 is obtained, the
[0061]
In the present embodiment, the mode of detecting the fuel liquid level using a float has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and for example, the fuel liquid level using an ultrasonic sensor Regardless of the form in which the fuel level is detected, such as detection, the present invention can be applied to all forms of fuel remaining amount measuring devices.
[0062]
Further, it goes without saying that the present invention can be applied to a fuel tank in a form that prevents the diffusion of fuel vapor.
[0063]
Finally, in the present embodiment, the fuel tank according to the present invention has been described by exemplifying a fuel tank of a vehicle equipped with an internal combustion engine as the fuel tank, but the present invention is not limited to this, For example, the present invention can be applied to a wide range of fields, such as a fuel tank for an aircraft equipped with an internal combustion engine and a fuel tank for agricultural equipment such as a tractor equipped with an internal combustion engine.
[0064]
Delete
[0065]
Delete
[0066]
【The invention's effect】
[0067]
Furthermore, the claims1, 2According to the invention, since the range suitable for the inclination state of the fuel tank is set so as to allow the deviation of the remaining fuel amount data when the fuel tank is in the inclination state, the fuel in the transient state is set. Due to tank slope, simple average orsecondaryIt is prevented in advance that the number of remaining fuel data after the removal of abnormal value data used in calculating the average is extremely reduced, and as a result, the number of remaining fuel data is extremely reduced. Thus, the situation where the remaining amount of fuel cannot be measured is avoided, and a stable remaining amount of fuel can be obtained continuously.
[0068]
And claims3According to the invention of the present invention, it was calculated based on the distribution of the latest block datasecondaryUsing the average number of times, that is, when the fuel level is fluctuating in an unstable manner, a large number is set, while when the fuel level is stable, a small number is set.secondaryUsing the average number of times, the remaining fuel amount data for the time width adjusted appropriately according to the state of the fuel levelsecondarySince the average is calculated, when the fuel level fluctuates in an unstable manner, the remaining fuel level is calculated based on the remaining fuel level data in a relatively long time width. When the fuel is stable, the remaining amount of fuel is calculated based on the remaining amount of fuel data in a short time span, and the calculated remaining fuel amount converges to a value that faithfully reflects the actual remaining fuel amount. As a result, the remaining amount of fuel remaining in the fuel tank can be measured with high accuracy by drastically suppressing the measurement error of the remaining amount of fuel.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a fuel remaining amount measuring device for a fuel tank according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing an outline of the operation of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing details of the operation of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing details of the operation of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing details of the operation of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart showing details of the operation of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing details of the operation of the present invention.
FIG. 8 is a diagram for explaining the present invention.
FIG. 9 is a diagram for explaining the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Fuel tank
3 Fuel sender unit
5 Float
7 Arm axis
9 Float arm
11 Winding resistance
13 Contact arm
14a, 14b Conductor
15 Voltage conversion circuit
17 A / D conversion circuit
19 CPU
21 ROM
23 RAM
25 Fuel gauge
Claims (3)
該検出手段から出力された燃料残量データを所定周期毎に取り込み、該取り込んだ燃料残量データを所定数毎にひとまとめにブロック化して順次記憶するブロックデータ記憶手段と、
過去の燃料残量データに基づいて、前記取り込んだ燃料残量データから異常値データを除去する範囲を演算する異常値範囲演算手段と、
該異常値範囲演算手段で演算された範囲に基づいて、前記ブロックデータ記憶手段に記憶された各ブロックデータのそれぞれから異常値データを除去する異常値除去手段と、
該異常値除去手段で異常値データが除去された各ブロックデータに基づいて、各ブロック毎の単純平均をそれぞれ演算する単純平均演算手段と、
前記単純平均演算手段で演算された最新のブロックの単純平均と過去のブロックの単純平均とに基づいて、複数ブロック間の単純平均の変位傾向を演算する変位傾向演算手段と、を具備し、
前記異常値範囲演算手段は、前記変位傾向演算手段で演算された単純平均の変位傾向に基づいて、前記取り込んだ燃料残量データから異常値データを除去する範囲を演算し、
更に、前記単純平均演算手段で演算された最新のブロックの単純平均を、燃料残量に変換して出力する燃料残量出力手段と、
を備えてなることを特徴とする燃料タンクの燃料残量計測装置。Detecting means for detecting the remaining amount of fuel remaining in the fuel tank and outputting remaining fuel amount data;
Block data storage means for fetching the remaining fuel amount data output from the detection means at predetermined intervals, and blocking the fetched remaining fuel data into a predetermined number of blocks collectively and sequentially storing them;
An abnormal value range calculating means for calculating a range for removing abnormal value data from the captured fuel remaining data based on past fuel remaining data;
An abnormal value removing means for removing abnormal value data from each of the block data stored in the block data storage means based on the range calculated by the abnormal value range calculating means;
Simple average calculating means for calculating a simple average for each block based on each block data from which abnormal value data has been removed by the abnormal value removing means ;
A displacement tendency calculating means for calculating a displacement tendency of a simple average between a plurality of blocks based on a simple average of the latest block calculated by the simple average calculating means and a simple average of past blocks ;
The abnormal value range calculating means calculates a range for removing abnormal value data from the captured fuel remaining amount data based on the simple average displacement tendency calculated by the displacement tendency calculating means;
Further, a fuel remaining amount output means for converting the simple average of the latest block calculated by the simple average calculating means into a fuel remaining amount and outputting the fuel,
A fuel remaining amount measuring device for a fuel tank, comprising:
該検出手段から出力された燃料残量データを所定周期毎に取り込み、該取り込んだ燃料残量データを所定数毎にひとまとめにブロック化して順次記憶するブロックデータ記憶手段と、
過去の燃料残量データに基づいて、前記取り込んだ燃料残量データから異常値データを除去する範囲を演算する異常値範囲演算手段と、
該異常値範囲演算手段で演算された範囲に基づいて、前記ブロックデータ記憶手段に記憶された各ブロックデータのそれぞれから異常値データを除去する異常値除去手段と、
該異常値除去手段で異常値データが除去された各ブロックデータに基づいて、各ブロック毎の単純平均をそれぞれ演算する単純平均演算手段と、
前記単純平均演算手段で演算された最新のブロックの単純平均と過去のブロックの単純平均とに基づいて、複数ブロック間の単純平均の変位傾向を演算する変位傾向演算手段と、を具備し、
前記異常値範囲演算手段は、前記変位傾向演算手段で演算された単純平均の変位傾向に基づいて、前記取り込んだ燃料残量データから異常値データを除去する範囲を演算し、
更に、前記単純平均演算手段で演算された最新のブロックの単純平均と過去のブロックの単純平均に基づいて、複数ブロック間の単純平均をさらに平均した二次平均を演算する二次平均演算手段と、
前記二次平均演算手段で演算された二次平均を、燃料残量に変換して出力する燃料残量出力手段と、
を備えてなることを特徴とする燃料タンクの燃料残量計測装置。 Detecting means for detecting the remaining amount of fuel remaining in the fuel tank and outputting remaining fuel amount data;
Block data storage means for fetching the remaining fuel amount data output from the detection means at predetermined intervals, and blocking the fetched remaining fuel data into a predetermined number of blocks collectively and sequentially storing them;
An abnormal value range calculating means for calculating a range for removing abnormal value data from the captured fuel remaining data based on past fuel remaining data;
An abnormal value removing means for removing abnormal value data from each of the block data stored in the block data storage means based on the range calculated by the abnormal value range calculating means;
Simple average calculating means for calculating a simple average for each block based on each block data from which abnormal value data has been removed by the abnormal value removing means;
A displacement tendency calculating means for calculating a displacement tendency of a simple average between a plurality of blocks based on a simple average of the latest block calculated by the simple average calculating means and a simple average of past blocks;
The abnormal value range calculating means calculates a range for removing abnormal value data from the captured fuel remaining amount data based on the simple average displacement tendency calculated by the displacement tendency calculating means;
Furthermore, a secondary average calculating means for calculating a secondary average obtained by further averaging the simple averages among a plurality of blocks based on the simple average of the latest block calculated by the simple average calculating means and the simple average of the past blocks; ,
Fuel residual quantity output means for converting the secondary average calculated by the secondary average arithmetic means into fuel residual quantity and outputting it,
A fuel remaining amount measuring device for a fuel tank, comprising:
該検出手段から出力される燃料残量データを所定周期毎に取り込み、該取り込んだ燃料残量データを所定数毎にひとまとめにブロック化して順次記憶するブロックデータ記憶手段と、
該ブロックデータ記憶手段に記憶された各ブロックデータに基づいて、各ブロック毎の 単純平均をそれぞれ演算する単純平均演算手段と、
前記ブロックデータ記憶手段に記憶された最新のブロックデータに基づいて、該最新のブロックデータの分散を演算する分散演算手段と、
前記単純平均演算手段で演算された最新のブロックの単純平均と、過去の所定数のブロックの単純平均とに基づいて、複数のブロックデータの平均を求める二次平均演算手段と、
前記分散演算手段で演算された最新のブロックデータの分散に基づいて、前記二次平均演算手段で用いるブロック数である前記所定数を決定する回数演算手段と、
前記二次平均演算手段で演算された二次平均を、燃料残量に変換して出力する燃料残量出力手段と、
を備えてなることを特徴とする燃料タンクの燃料残量計測装置。Detecting means for detecting the remaining amount of fuel remaining in the fuel tank and outputting remaining fuel amount data;
Block data storage means for fetching fuel remaining amount data output from the detection means at predetermined intervals, and blocking and sequentially storing the fetched fuel remaining amount data for each predetermined number;
Simple average calculation means for calculating a simple average for each block based on each block data stored in the block data storage means ;
Based on the latest block data stored in the block data storage means, a variance calculation means for calculating the variance of the latest block data;
A secondary average calculation means for obtaining an average of a plurality of block data based on a simple average of the latest block calculated by the simple average calculation means and a simple average of a predetermined number of blocks in the past;
Number-of-times calculating means for determining the predetermined number, which is the number of blocks used in the secondary average calculating means, based on the variance of the latest block data calculated by the variance calculating means;
Fuel residual quantity output means for converting the secondary average calculated by the secondary average arithmetic means into fuel residual quantity and outputting it,
A fuel remaining amount measuring device for a fuel tank, comprising:
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